Способы подогрева нефтепродуктов Подогрев нефтепродуктов при транспортировке в трубопроводах
В зависимости от местонахождения источника тепла различают внешний подогрев, когда теплоноситель расположен снаружи нефтепровода, и внутренний подогрев, когда тепло передается нефтепродукту теплоносителем, расположенным внутри нефтепровода.
Рассмотрим принципиальные схемы путевого подогрева.
Рис. 6.1. Схемы путевого подогрева нефтепроводов
На рис. 6.1, а представлена схема, по которой теплоноситель транспортируется по трубопроводу, уложенному параллельно нефтепроводу. Оба трубопровода заключены в общий теплоизолирующий кожух. По этой схеме преимущественно подогреваются наземные трубопроводы.
На рис. 6.1, б показана схема, предусматривающая укладку нефтепровода внутри теплопровода. Теплопроводами могут быть трубопроводы, перекачивающие пар, горячую воду или горячие газы. К этому же способу относится подогрев гибкими электронагревательными лентами, которые обматывают вокруг нефтепровода. Выпускаемые промышленностью электронагревательные ленты (рис. 6.2) рассчитаны на напряжение 220 В и имеют мощность 0,3—1,5 кВт при длине 3—60 м.
На рис. 6.1, в дана схема, по которой нефтепроводы и теплопроводы укладывают в одном канале. Для сокращения тепловых потерь каналы частично заполняют теплоизолирующим материалом.
Рис. 6.2. Внешний электрообогрев гибкими лентами.
1 — штепсельный разъем; 2 — термитизирующее покрытие; 3 — термостойкая ткань; 4 — токонесущие провода; 5 — нагревательные провода; 6 — концевая заглушка.
На рис. 6.1, г показана схема внутреннего подогрева, когда теплопровод находится внутри нефтепровода. Этот метод применяется в основном при перекачке вязко-пластических нефтепродуктов. Для повышения надежности эксплуатации теплопровод должен удовлетворять особым требованиям по прочности и качеству сварки. Схемы путевого подогрева выбираются с учетом специфических условий эксплуатации нефтепровода и физических свойств перекачиваемых нефтепродуктов.
Подогрев нефтепродуктов при транспортировке в железнодорожных цистернах
Переносные паровые змеевики. На рис. 6.3 изображена типовая конструкция переносного парового подогревателя площадью нагрева 11,8 м2. Этот подогреватель состоит из центральной и двух боковых секций спирально изогнутых паровых труб. Для уменьшения веса и габаритных размеров в боковых секциях применяют оребренные дюралюминиевые трубы. Секции подогревателя соединены между собой параллельно.
Рис. 6.3. Переносной змеевиковый паровой подогреватель.
Вследствие ограниченных габаритов люка цистерны максимальная поверхность нагрева эксплуатируемых нагревателей составляет 23,1 м2.
Малая поверхность нагрева и низкая эффективность теплообмена при передаче тепла от трубок подогревателя к нефтепродукту при естественной конвекции обусловливают большую продолжительность подогрева. При этом в цистернах после слива остается значительное количество нефтепродукта. В подогревателях используется водяной пар давлением 0,4—0,5 МПа.
Стационарные паровые подогревателей применяются двух типов:
1) трубчатый подогреватель, смонтированный в нижней части железнодорожной цистерны, которая снаружи покрыта теплоизоляцией, состоящей из асбестита с трепелом. Поверхность нагрева подогревателя в цистернах емкостью 34—50 м3, вес около 1100 кг. Помимо внутреннего трубчатого подогревателя сливной прибор цистерны снабжен наружной паровой рубашкой, через которую осуществляется ввод пара в подогреватель;
2) стационарный подогреватель, состоящий из паровой рубашки вокруг котла цистерны и сливного патрубка.
Рис. 6.4. Электрические подогреватели.
а — круглый; б — раскладывающийся.
Переносные электрические подогреватели рис. 6.4, а, б имеют каркас из стальных прутьев, на которые надеты фарфоровые цилиндры со специальной винтовой нарезкой. В пазы нарезки уложен металлический проводник, обладающий высоким удельным омическим сопротивлением. Прутья с фарфоровыми цилиндриками укреплены в торцевых панелях, к которым выведены концы нагревательных обмоток. Замыкая медной пластинкой три контакта в длину, получают соединения обмоток на звезду; замыкая контакты попарно и поперек, получают соединение на треугольник.
В настоящее время применяют круглые и плоские раскладывающиеся электрические подогреватели. Раскладывающиеся электрические подогреватели состоят из двух шарнирно соединенных секций, которые раскрываются по мере нагрева нефтепродукта, тем самым увеличивая зону конвективного нагрева, что выгодно отличает их от круглых электрических подогревателей.
Для безопасной эксплуатации электрических подогревателей заземляют все металлические части эстакад, аппаратуру, железнодорожные цистерны и рельсы. Тупик, на котором производится подогрев, отъединяют от общих путей изолированными стыками. Вся сеть подводящих проводов должна удовлетворять правилам безопасности электрических сооружений.
Электроиндукционный нагрев. Сущность этого метода подогрева заключается в том, что вокруг цистерны при помощи обмотки, по которой пропускают переменный ток, создают переменное электромагнитное поле. При этом в стенках цистерны индукцируется электрическая энергия, которая превращается в тепловую. Тепло от стенок передается нагреваемому нефтепродукту.
Циркуляционный подогрев основан на принципе передачи тепла от горячего нефтепродукта холодному путем интенсивного перемешивания их.
Перед сливом нефтепродукта из цистерны 5 (рис. 6.5) на ее сливном патрубке 7 укрепляют паровую рубашку 8. К сливному патрубку цистерны посредством механизма 6 присоединяют шланг 9 от теплообменника 10. Затем в паровую рубашку сливного патрубка и в теплообменник пускают пар, после чего открывают сливной клапан.
